JPH0417402A - 導波管方向性結合器 - Google Patents

導波管方向性結合器

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JPH0417402A
JPH0417402A JP12192690A JP12192690A JPH0417402A JP H0417402 A JPH0417402 A JP H0417402A JP 12192690 A JP12192690 A JP 12192690A JP 12192690 A JP12192690 A JP 12192690A JP H0417402 A JPH0417402 A JP H0417402A
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directional coupler
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黒野 正和
Toshio Maki
槇 敏夫
Hideo Ishii
石井 秀男
Kakushi Baba
覚志 馬場
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SPC Electronics Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、マイクロ波及びミリ波帯の広い周波数帯域に
おいて、各周波数帯域別毎に垂直偏波又は水平偏波別の
いずれか一方又は双方の偏波を分波する群分波器に用い
て好適な導波管方向性結合器に関するものである。
[従来の技術] 第4図乃至第6図は、従来の群分波器で用いている1つ
の導波管方向性結合器を示したものである。該導波管方
向性結合器は、基準姿態波及び高次姿態波が伝送可能な
正方形導波管よりなる主導波管1を有し、該導波管1の
上下には矩形導波管よりなる垂直偏波用の1対の副導波
管2A、2Bが並設され、該主導波管1と副導波管2A
、2Bとはその長手方向に所定間隔で設けられた結合導
波管3A、3Bによる結合孔で結合されている。
同様に、主導波管1の左右には矩形導波管よりなる水平
偏波用の1対の副導波管4A、4Bが並設され、該主導
波管1と副導波管4A、4Bとはその長手方向に所定間
隔で設けられた結合導波管5A、5Bによる結合孔で結
合されている。各副導波管2A、2B、4A、4Bの各
一端側にはそれぞれ無反射終端器6A、6B、7A、7
Bが接続されている。これらの部分で、導波管方向性結
合器本体8が構成されている。
垂直偏波用副導波管2A、2Bの他端は、接続導波管9
A、9Bを介してハイブリッド回路であるマジックT1
0の相対向するポートに接続されている。マジックT1
0の残りの2つのポートのうち基準姿態波が出力される
ポートは出力ポート11となっており、高次姿態波が出
力されるポート12には無反射終端器13が接続されて
いる。
このような導波管方向性結合器においては、主導波管1
の入力端を第1のポートエと呼び、基準姿態波出力ポー
ト11を第2のポート■と呼び、主導波管1の出力端を
第3のポート■と呼び、高次姿態波出力ポート12を第
4のポート■と呼ぶことにする。
図示しないが水平偏波用の副導波管4A、4Bの他端に
も、接続導波管を介してマジックTが接続されている。
次に、このような導波管方向性結合器における垂直偏波
の分波動作について第6図及び第7図を参照して説明す
る。
入力ポートである第1のポート■から主導波管1に入射
した正方形導波管の基準姿態波TE、、、は、主導波管
1の上下に対として複数個取付けられた結合導波管3A
、3Bにより結合されて副導波管2A、2Bに至り、接
続導波管9A、9B及びマジックTIOを経て出力ポー
ト11である第2のポート■から分波出力される。
このような導波管方向性結合器を群分波器に用いた場合
においては、広い周波数帯域の波を通過させる必要かあ
るため、主導波管1には基準姿態波TE、。以外の高姿
態波T E 10. T M 11. T E 2゜等
が伝送可能である。このため、アンテナ及び該アンテナ
と群分波器を接続する導波管系においてこれら高次姿態
波が発生し、さらに群分波器において高次姿態波が基準
姿態波に結合すると、通信回線において遅延時間特性に
エコーリップルが発生し、また、交差偏波の結合特性も
強くなるので、回線品質劣化の原因となる問題点があっ
た。但し、高次姿態波のうちTM姿態波は、製造容易な
TMモードフィルタにより除去することが可能であり、
またTE20姿態波はこの群分波器においては結合し難
い構造となっているので、問題はTE、□姿態波の結合
である。
次に、このような導波管方向性結合器におけるTEl、
姿態波の結合動作について説明する。
今、アンテナ側の第1のポートエより振幅1のTE、、
姿態波が入射し、上部の副導波管2Aの出力端に振幅C
aの波か、また下部の副導波管2Bの出力端に振幅cb
の波が伝送されたとすれば、該振幅Ca、Cbはそれぞ
れ逆位相であり、また、各副導波管2A、2Bの出力端
よりマジックT10までの位相角をθa、θbとすれば
、基準姿態波出力ポート11である第2のポート■及び
高次姿態波出力ポート12である第4のポート■には、
それぞれ次の波S2++  S41が伝送される。なお
、S2]は第1のポートIから第2のポート■に出力さ
れる出力波、S41は第1のポートエから第4のポート
■に出力される出力波で、 Δθ=θa−θb、Δθ〈く1とすれば、(1)式は方
向性結合器本体8におけるTE1□姿態波の結合度を示
す。該 (1)式の右辺のJCaは、該方向性結合器本
体8の構造により決まる値であり、従来の6 GH2帯
の方向性結合器本体8においては、この値は■約−7d
Bである。一方、(1)式の右辺の()内の実数成分は
上下の結合導波管3A、、3Bの結合度の差により発生
するもので、また、この結合度は結合導波管3A、3B
の高さbに比例するので、上下の結合導波管3A、3B
の高さの差をΔbとすれば、 はほぼΔb、/2bにより求められる。いま、52mm
とし、Δb = 0.04mmとすれば、これによるT
Elf姿態波の結合度は■−40dBとなる。一方、 
(1)式の右辺の()内の虚数成分は上下の副導波管2
A、2Bを含む接続導波管9A、9Bの位相角の差Δθ
により発生するもので、いま、上下の接続導波管9A、
9Bの横幅をa、その差をΔa。
長さをLとすれば、Δθは次式より求められる。
但し、λg=導波管管内波長 いま、周波数を6000MH2、L= 600mm、 
 a=40=及びΔa=±0.04wnの場合、最悪の
位相差Δθは (3)式より0.0753radとなり
、これにより生ずるTE工1姿態波の結合度は■−28
,5dBとなる。従って、このような群分波器のTE1
□姿態波の結合度は (1)式に■、■及び■を代入し
てベクトル計算すれば−35,2dBとなる。
[発明が解決しようとする課題] 従来の群分波器のTE、、姿態波の結合度の測定値も最
悪−35dB程度なので、これ以上のTE工□姿態波の
結合度を減少させるには、各部寸法公差をより厳しくお
さえねばならず、これは経済的に不可能に近い問題点が
あった。
本発明の目的は、各部首法は現状のままでも着目する高
次姿態波の結合度を減少させることができる導波管方向
性結合器を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するための本発明の詳細な説明すると
、本発明は基準姿態波及び高次姿態波が伝送可能な主導
波管の相対向する面に1対の副導波管が並設され、前記
主導波管と前記各副導波管とは結合部でそれぞれ結合さ
れ、前記各副導波管の端部はそれぞれ共通のハイブリッ
ド回路に接続されて結合波が取り出されるようになって
いる導波管方向性結合器において、前記各接続導波管の
一方又は双方には移相器と減衰器の双方又は移相器か減
衰器のいずれか一方が設けられていることを特徴とする
[作用] このように各接続導波管の一方又は双方に移相器と減衰
器の双方又は移相器か減衰器のいずれか一方を設け、着
目する高次姿態波の振幅及び位相角が対相互間で等しく
なるように調整すると、該着目する高次姿態波の結合度
を減少させることができる。特に、本発明によれば、各
部の寸法が現状のままでも着目する高次姿態波の結合度
を減少させることができる。従って、本発明によれば、
着目する高次姿態波の結合度の小さい導波管方向性結合
器を容易に実現することができる。
[実施例コ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。なお、前述した第4図乃至第7図と対応する部分には
、同一符号を付けて示している。
第1図は、本発明に係る導波管方向性結合器の一実施例
を示したものである。本実施例の導波管方向性結合器は
、上下の接続導波管9A、9Bの双方に、移相器14A
、14Bと減衰器15A。
15Bとをそれぞれ設け、対相互間でTE、□姿態波の
振幅Ca、CbがCa=Cb、位相角θa。
cbがθa=θbになるように調整する。
このようにすると、TE1□姿態波の結合量をOにする
ことができる。
実際には、θaとcbの差は比較的小さいので、移相器
14A、14Bの具体例としては、第2図(A)(B)
に示すように接続導波管9A、9Bの管壁より金属又は
誘電体のビス16を挿入する構造のものを用いることに
より、θa=θbとなるように調整することができる。
また、VSWR特性をよくするため2本のビス16を図
示のように1/4管内波長(λg)離して設けてもよい
方、Caとcbの差も実際には比較的小さいので、減衰
器15A、15Bの具体例としては、第2図(A)(B
)のような構造でビス16をマイクロ波抵抗体で構成し
たもの、或いは第3図(A)(B)に示すように接続導
波管9A、9B内に、マイカ等のマイクロ波絶縁体上に
ニッケルクローム等を蒸着した抵抗素子17を支持体1
8により挿入して構成したものを用いることにより、C
a=cbとなるように調整することができる。
上記実施例では、垂直偏波の分波について説明したが、
水平偏波の分波におけるTEl、姿態波の結合度を最小
にすることも前述したと同様にして行うことができる。
本発明によれば、このように着目する高次姿態波につい
てCa=Cb及びθa=θbとなるように接続導波管の
ところで調整することにより、着目する高次姿態波の結
合度を最も少い状態にすることができる。
上記実施例では、接続導波管9A、9Bの双方に、移相
器と減衰器とをそれぞれ設けた例について説明したか、
本発明ではこれに限定されるものではなく、接続導波管
9A、9Bのいずれか一方のみに移相器と減衰器を設け
てもよく、或いは接続導波管の一方または双方に移相器
か減衰器のいずれか一方を設けても、Ca=Cb及びθ
a=θbとなるような調整が可能である。
また、上記実施例では、主導波管及び副導波管がいずれ
も方形導波管の場合について示したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、これらの導波管は円形導波管
であってもよい。
[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る導波管方向性結合器で
は、対となった接続導波管のところで着目する高次姿態
波の振幅が等しく、且つ位相角か等しくなるように調整
するので、該着目する高次姿態波の結合度を小さくする
ことができる。特に、本発明によれば、各部の寸法が現
状のままでも着目する高次姿態波の結合度を小さ(する
ことができる利点がある。また、本発明によれば、一方
の偏波について着目する高次姿態波の結合を最小にする
ことにより、他方の偏波入力により発生した着目する高
次姿態波を介して基準姿態波出力ポートに結合される交
差偏波の結合度も小さくなり、遅延時間特性のエコーリ
ップルも小さくできるので、通信回線の品質を向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る導波管方向性結合器の一実施例の
概略構成図、第2図(A)(B)は本実施例で用いる移
相器の一例を示す縦断面図及び横断面図、第3図(A)
(B)は本実施例で用いる減衰器の一例を示す縦断面図
及び横断面図、第4図及び第5図は従来の導波管方向性
結合器の正面図及び側面図、第6図は従来の導波管方向
性結合器の斜視図、第7図は第6図の動作を示す説明図
である。 1・・・主導波管、2A、2B、4A、4B・・・副導
波管、3A、3B、5A、5b・・・結合導波管、8・
・・導波管方向性結合器本体、9A、9B・・・接続導
波管、10・・・マジックT(ハイブリッド回路)、1
1・・・基準姿態波出力ポート、12・・・高次姿態波
出力ポート、13・・・無反射終端器、14A、14B
・・・移相器、15A、15B・・・減衰器。 第1図 第2図 (A) (B) 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基準姿態波及び高次姿態波が伝送可能な主導波管の相対
    向する面に1対の副導波管が並設され、前記主導波管と
    前記各副導波管とは結合部でそれぞれ結合され、前記各
    副導波管の端部はそれぞれ共通のハイブリッド回路に接
    続されて結合波が取り出されるようになっている導波管
    方向性結合器において、前記各接続導波管の一方又は双
    方には移相器と減衰器の双方又は移相器か減衰器のいず
    れか一方が設けられていることを特徴とする導波管方向
    性結合器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6389233B2 (en) 2000-01-05 2002-05-14 Fuji Photo Film Co., Ltd. Cam mechanism for device having pop-up part
JP2006352781A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Institute Of National Colleges Of Technology Japan ブランチライン型偏波分離器

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5246648U (ja) * 1975-09-04 1977-04-02
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